最大化植酸酶性能

付亚楠

摘  要：在动物营养中，钙在磷的利用上起着重要作用，这对肉鸡的生产性能来说至关重要。因此，优化可利用钙水平（相对于日粮中磷的含量）有助于改善日粮的利用率。最大限度发挥植酸酶的作用始于优化日粮中钙的水平。

关键词：植酸酶;钙;性能

中图分类号：S816.7 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2020）01-0060-03

当配制的日粮能够使养殖场的生产效益达到最大化时，营养师通常很少会关注日粮中钙的情况。钙是一种廉价的饲料原料，通常来自石灰石。传统上，石灰石在饲料生产和配方中被用作载体或填充物。它在磷的利用上所发挥的作用被人们低估。

1  钙和磷之间的关系

饲料配方的目标通常是利用断点法（break-point method）满足动物对活性磷的最低需求，也称为需求估计，目的是减少环境中的磷含量。动物对钙的需求量是由家禽育种公司限定的最佳钙/磷比决定的。维持钙/磷比需要采用精准的平衡手段，因为其涉及复杂的分子反应。

重要的是要注意，有可能影响动物生产性能的是日粮中的钙/磷比，而不一定是钙含量本身。钙/磷比过高会导致动物的生产性能下降。当磷仅能满足动物生长的最低需求时，钙会与小肠中的植酸发生螯合反应，使来自植酸的磷酸难以被家禽吸收。结果可能会造成动物缺磷，从而降低它们的消化率和生产性能。高水平的钙还会提高家禽腺胃和肌胃内容物的pH，这也会对它们的消化产生不良影响。当日粮中磷的含量可以满足或超过家禽的最低需求量时，过量的钙所产生的影响较小。家禽会通过尿液排出过量的钙，并提高机体维持钙/磷平衡的能量消耗。

植酸酶常用于降解日粮中的植酸，它可释放出植酸中的可消化磷。理想情况下，植酸酶在pH较低的家禽上消化道中有很高的活性，因此它可以在植酸与钙结合之前迅速将其降解。在植酸酶存在的情况下，动物有可能维持体内磷和钙的平衡。

2  钙基质

众所周知，钙水平以及钙源的颗粒大小（溶解度的影响因素）会影响植酸酶的功效。例如，在一项研究中，在缺乏植酸酶的情况下，仅添加0.5%的石灰石型钙，磷的消化率会下降63%;如果日粮添加3-植酸酶，磷的消化率降低26%;如果添加6-植酸酶，则降低41%。钙对植酸酶功效的影响与胃肠道（Gastrointestinal Tract，GIT）上段的植酸酶活性直接相关，由于GIT上段内容物的pH较低，植酸酶更易溶。在GIT上段低pH环境中，高活性的植酸酶将会更快更完全地降解植酸，因此較少的植酸会与小肠中过量的钙结合，从而减少了过量钙带来的不良影响。通过这种方式，植酸酶也可以提高钙的可利用率。因此，当在日粮中添加植酸酶时，要使钙/磷平衡维持在合适的水平上，营养师就需要一个清晰的钙贡献值或基质值。没有它，动物机体中的钙/磷比就可能会失去平衡，从而对消化和生产性能产生负面影响。

由于每一种植酸酶都有一个独特的pH谱，因此营养师应该确定每一种植酸酶的钙基质值。在两项研究中，研究人员针对肉鸡日粮中的Axtra PHY确定了最佳的总钙/可消化磷贡献值比。一项研究表明，总钙/可消化磷贡献值比为1.25∶1时可以优化饲料转化率，而另一项研究表明，提高总钙/可消化磷贡献值比可以提高回肠的磷消化率（图1）。当在日粮中添加植酸酶时，提高钙/可消化磷贡献值比也会降低家禽的饲料转化率和每千克增重的饲料成本。这些数据表明，在肉鸡日粮中，当总钙/可消化磷的贡献值比为1.25∶1时，肉鸡体内钙和磷的平衡可得到较好维持。

3  快速动员植酸酶的功效

最大化植酸酶的功效在动物生产中起着重要的作用，因为植酸酶除可释放磷外，还有很多其他功能。植酸酶已被证明可提高氨基酸、能量和矿物质的可利用率，这是改善动物生长性能和饲料转化率的关键因素。植酸降解得越快对动物越有利。为了实现这一点，在GIT上段的酸性环境中植酸酶必须具有极高的活性。

在一项研究中，研究人员在体外检测了6种不同植酸酶在不同pH中的活性，以确定其在正常肠道环境中的活性水平。Axtra PHY （显示为植酸酶1）在典型的胃pH环境中活性最大，这表明其降解植酸的能力比竞争性产品更强（图2）。

Axtra PHY出众的生物学功能在第二个体外试验中得到了进一步证明，该研究表明，当环境pH为2.5时，其在很短的时间内就能够减少植酸钙在小肠中的沉淀量（图3）。这种快速反应非常重要，因为食糜通过GIT上段的时间通常非常短。

除了在GIT上段快速降解植酸，促进养分被更好地释放出以及更快地吸收外，Axtra PHY还可以提高骨骼矿化、氨基酸的消化率和养分的总体吸收。

4  优化剂量的工具

尽管一些饲料生产商在配制日粮时使用可利用钙浓度，但大多数生产商仍使用钙的总水平。然而，很明显，对于植酸酶来说，经过充分验证的定制化的钙贡献值是维持最佳钙/磷比的一个重要组成部分，因为贡献值越大并不总是越好。事实上，一个不切实际的高钙贡献值可能会给家禽带来腿部无力的风险，特别是当使用钙消化率较差的石灰石时。植酸酶的最佳钙贡献值随着日粮组成、动物年龄及品种和日粮钙水平的变化而变化。使用最佳钙贡献值可为每吨饲料节约0.4～0.7美元的成本。

要想通过定制剂量获得成功就需要对相关的研究和创新进行持续的投资，以生成可供营养师应用的品种、生长阶段和特定日粮的数据。

丹尼斯克动物营养公司可通过“优化饲料”（“Optimize Feed”）程序产生让动物获得最佳生产性能的最佳植酸酶剂量。“优化饲料”程序是一个独特的在线工具，它使用了10项肉鸡试验的荟萃分析结果，这些试验得到了磷和钙的回肠消化率以及消化道总留存率的基质值。

它计算出可获得最佳生产性能和最低成本的植酸酶剂量。如，在使用推荐的可消化磷和钙基质值时，每吨饲料可节省4美元的成本;如果加上能量和可消化氨基酸的基质值，则可节省13美元的成本。

原题名：Maximising phytase performance（英文）

原作者：Yueming Dersjant-Li